1O que é escória oxidada?

Escória oxidada, comumente referida como "inclusão de filme de óxido" ou "inclusão de Al 2 O ′′" na terminologia profissional.aparece em forma de faixa preta, aglomerados escamosos ou irregulares com bordas borradas ou claras, distribuídos principalmente na parte superior, subcutânea ou perto do tumor de segregação central do lingote.Sob microscopia eletrônica, As inclusões de Al 2 O3 aparecem como aglomerados fláculos e semelhantes a chapas, com dureza extremamente elevada (dureza de Mohs de 9, próxima do diamante), sem ligação metalúrgica com a matriz de alumínio,e uma interface clara.

Representação posterior:

Ao laminar folhas de alumínio, as áreas misturadas não podem deformar-se e são alongadas em defeitos lineares, levando em última instância à fratura e à formação de furos;Fluxo de inclusões com o metal, formando linhas pretas periódicas e descascando na superfície; nas forjas aeroespaciais, a película de óxido é a fonte preferida de rachaduras por fadiga, levando a testes insatisfatórios.

2Nascimento do filme de óxido: Termodinâmica e Dinâmica

O alumínio é um metal extremamente reativo com um potencial de eletrodo padrão de -1,66V. Em condições atmosféricas, uma camada de filme de óxido se formará instantaneamente na superfície do alumínio líquido.

Mecanismo termodinâmico:

4Al + 3O2 ∙ 2Al2O3

A energia livre de formação de Al2O é extremamente baixa, e a reação é extremamente completa.mas a sua estrutura não é singular na superfície do alumínio líquido. A dupla estrutura da película de óxido de superfície:

• Camada externa: γ - Al 2 O3, solto, adsorvendo vapor de água;
• Camada interna: densa α - Al 2 O .

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Mais importante, o filme de óxido na superfície do líquido de alumínio tem uma característica de "auto-cura" - uma vez que o filme se rompe,líquido de alumínio fresco entra em contacto com o ar e imediatamente gera um novo filmeIsto leva a um fenómeno terrível: cada agitação, em vez de danificar a membrana, cria duas camadas de membrana.

3Mecanismo de "dobramento e rolagem": como é que a escória entra?

A película de óxido na superfície do alumínio líquido, embora fina (nível de micrômetro), não derrete em alumínio.O seu ponto de fusão é tão elevado quanto 2050 °CQuando a fusão está em estado estático, o filme de óxido flutua na superfície e pode ser removido por raspagem de escória.Mas quando o fluxo de derretimento criar um vale, ocorre uma tragédia:

• Dobragem do vale: durante a injecção, o líquido de alumínio forma ondas no canal de fluxo. Os picos colidem uns com os outros, e o filme de óxido de superfície dobra e enrola como duas folhas de papel,a ser arrastada para o vale.
• Impacto de queda: do forno estático para o canal de fluxo, do canal de fluxo para a caixa de desgaseamento, se a queda exceder 100 mm,Os salpicos de alumínio líquido e os fragmentos de filme de óxido são diretamente "preguiçados" na parte profunda do fundimento.
• Captura de vórtices: na saída da caixa de desgaseamento em linha e no interior do cristalizador, se for formado um vórtice na superfície do líquido (comumente conhecido como "funil"),O filme de óxido no centro da superfície do líquido é sugado para o centro do vórtice e capturado diretamente pela frente de solidificação.

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Este filme de óxido enrolado não é mais escória flutuante, mas matéria estranha sólida dentro do fundido.É difícil "flutuar" as bolhas refinadas para fora porque têm uma grande área de superfície e uma densidade semelhante ao alumínio (inicialmente transportando bolhas quando enroladas em, depois as bolhas transbordam e a densidade aumenta, afundando ou suspensando).

4Oxidação secundária: "contínua poluição" do forno à máquina de fundição

Além do filme de óxido inicial durante a fusão, existem também escamas de óxido secundárias: peeling de revestimento:Os materiais refratários (especialmente silício) que revestem o forno de fusão e o forno estático são corroídos pelo líquido de alumínioOs produtos da reação de refino: Quando o gás cloro é usado para refino, o gás cloro é utilizado para a refinação.são gerados sais como AlCl3 e NaClSe não forem efetivamente descarregados, também podem formar inclusões reativas.Oxidação repetida, formar "escória pendente", e ser lavado pelo novo fluxo de líquido no lingote.